Android的消息机制相关的几个类
Handler
MessageQueue
Looper
Message
ThreadLocal
问题大纲
从源码的角度来说为什么不能在主线程中更新ui？
为什么有时在 Activity 的 onCreate() 方法中创建一个子线程访问UI，程序还是正常能跑起来呢？
ThreadLocal 是干什么用的？
Handler 内部如何获取到当前线程的 Looper？
为什么在子线程弹出 Toast 会报错？
Android中为什么主线程不会因为Looper.loop()里的死循环卡死？
如何将 Message 插入到 MessageQueue 的队列头？
Question
Q：为什么不能在主线程中更新ui？
在 ViewRootImpl中有一个 checkThread()方法：
void checkThread() {
if (mThread != Thread.currentThread()) {
throw new CalledFromWrongThreadException(
"Only the original thread that created a view hierarchy can touch its views.");
}
}
mThread 表示主线程。
Q：为什么有时在 Activity 的 onCreate() 方法中创建一个子线程访问UI，程序还是正常能跑起来呢？
从上面可以看到，ViewRootImpl 的 checkThread() 方法的检查是非常严格的，Android 是运行在主线程中的，
mThread = Thread.currentThread();
从上面代码可以看出 mThread 肯定是主线程。
那就是只能说明 checkThread() 方法没有执行，执行onCreate方法的那个时候 ViewRootImpl 还没创建，无法去检查当前线程。
ViewRootImpl的实例对象是在什么时候创建的呢？
具体源码太长了，直接给出结论：ViewRootImpl的实例对象是在 onResume() 中创建！
Q：ThreadLocal 是干什么用的？
从JAVA官方对ThreadLocal类的说明定义（定义在示例代码中）：ThreadLocal类用来提供线程内部的局部变量。这种变量在多线程环境下访问（通过get和set方法访问）时能保证各个线程的变量相对独立于其他线程内的变量。ThreadLocal实例通常来说都是private static类型的，用于关联线程和线程上下文。
JDK8以前：
每个ThreadLocal类都创建一个Map，然后用线程的ID threadID作为Map的key，要存储的局部变量作为Map的value，这样就能达到各个线程的值隔离的效果。这是最简单的设计方法，JDK最早期的ThreadLocal就是这样设计的。
JDK8以后：
每个Thread维护一个ThreadLocalMap哈希表，这个哈希表的key是ThreadLocal实例本身，value才是真正要存储的值Object。
来源：https://www.jianshu.com/p/807686414c11
Q：Handler 内部如何获取到当前线程的 Looper？
通过 ThreadLocal，在不同线程互不打扰的存储数据。
具体分析：
当我们 new Handler() 时，在构造里面会调用 Looper.myLooper() 去获取当前线程的 Looper 对象，这个 Looper 对象时通过 ThreadLocal 的 get() 方法取出来的，ThreadLocal 可以看做是一个以当前线程为 Key 的特殊 Map，当调用 Looper.prepare() 方法时，会创建一个 Looper 对象，并且通过 ThreadLocal 的 set() 方法把当前线程的 Looper 对象进行存储。
Java 的程序主入口是 main() 方法，Android 也是有 main() 方法的，在 ActivityThread 中，通过 Looper.prepareMainLooper(); 将 ui 线程的 Looper 对象存入 ThreadLocal 中，这也是在ui线程中我们使用 Handler 不需要调用 Looper.prepare() 的原因。
上面是反向来看，我们再来顺着整理一遍：
Android 程序启动时，ActivityThread 类作为程序的入口类，在 ActivityThread 中的
main()方法中调用Looper.prepareMainLooper();，在Looper 的prepare()方法中 new 一个 Looper 对象，并且通过 ThreadLocal 存储到当前线程中。然后在 ActivityThread 中的main()方法中开启Looper.loop()循环。
当我们在ui线程（主线程）new Handler()时，通过 ThreadLocal 的get()方法取出存储的 Looper 对象。如果是子线程中使用 Handler，因为没有通过 ThreadLocal 存储 Looper ，必须要手动通过Looper.prepare()去创建一个 Looper，并且使用Looper.loop()开启循环，但是Looper.loop()里面是一个无线循环，会阻塞当前线程。
为什么在子线程弹出 Toast 会报错？
错误如下：
java.lang.RuntimeException: Can't create handler inside thread that has not called Looper.prepare()
顺着提示找到报错的源码如下：
if (looper == null) {
// Use Looper.myLooper() if looper is not specified.
looper = Looper.myLooper();
if (looper == null) {
throw new RuntimeException(
"Can't toast on a thread that has not called Looper.prepare()");
}
}
从上面知道 Looper.myLooper(); 的源码是通过 sThreadLocal.get() 去获取当前线程的 Looper，由于是子线程，都没有通过 sThreadLocal.set() 去存储当前线程的 Looper，拿到的肯定是null，肯定会报错。
扩展一下：
Toast 创建时源码如下：
private final WindowManager.LayoutParams mParams = new WindowManager.LayoutParams();
从这可以看出，Toast本质上是一个 window，跟 activity 是平级的，checkThread() 只是Activity维护的 View树 的行为，不属于checkThread() 抛主线程不能更新UI异常的管理范畴。
Q：为什么主线程不会因为Looper.loop()里的死循环卡死？
Q：MessageQueue 没有消息时阻塞操作为什么不导致ANR？
Java 层跟着两个方法有关：
// MessageQueue.class
Message next() {
// ···
// 这是一个native方法，nextPollTimeoutMillis是阻塞的时长，阻塞操作是在native中执行的
nativePollOnce(ptr, nextPollTimeoutMillis)
// ···
}
boolean enqueueMessage(Message msg, long when) {
// ···
// 跟上面方法相对应，有新消息来，调用此方法从natvie中唤醒
nativeWake(mPtr);
// ···
}
具体设计到 Linux 底层的 epoll 机制。
在CPU看来进程或线程无非就是一段可执行的代码，CPU采用CFS调度算法，保证每个task都尽可能公平的享有CPU时间片。
https://www.zhihu.com/question/34652589
Q：如何将 Message 插入到 MessageQueue 的队列头？
调用 sendMessageAtFrontOfQueue()，源码其实就是将延迟时间设置为 0；
public final boolean sendMessageAtFrontOfQueue(Message msg) {
MessageQueue queue = mQueue;
if (queue == null) {
RuntimeException e = new RuntimeException(
this + " sendMessageAtTime() called with no mQueue");
Log.w("Looper", e.getMessage(), e);
return false;
}
return enqueueMessage(queue, msg, 0);
}